Aplica-se quando as trompas de Falópio se encontram bloqueadas ou danificadas, ou quando o homem apresenta um factor de infertilidade associado a um número muito reduzido de espermatozóides, de má qualidade e com reduzida mobilidade.
A Fertilização In Vitro não é nada mais do que a união dos gâmetas masculino (espermatozóide) e feminino (oócito II), formando o zigoto, fora do sistema reprodutor feminino, em condições de assepsia (conjunto de medidas que permitem manter um ser vivo ou um meio inerte isento de bactérias) e a uma temperatura média de 37ºC. Primeiro colhem-se os gâmetas femininos. Estimula-se a ovulação, e, assim que maduros, são imediatamente recolhidos e colocados numa placa para observação ao microscópio da sua maturidade e qualidade. Se assim forem, são colocados em meio de cultura próprio. Depois é a vez dos gâmetas masculinos. Normalmente a colecta é feita por masturbação. Caso paciente não consiga, são adoptadas técnicas especiais para retirar os espermatozóides dos epidídimos ou dos testículos, sendo seleccionados os que têm maior mobilidade e capacidade para fertilização. Os espermatozóides podem ainda provir de um banco de esperma, caso o paciente não tenha mesmo possibilidade de produzir espermatozóides. Cada oócito é combinado com cerca de 75000 a 100 000 espermatozóides, dentro de uma caixa de petri. Uma vez fecundados, o zigoto permanece entre dois e seis dias no laboratório, e só ao fim deste período de tempo é introduzido no útero, sob a forma de embrião. A mulher é sujeita a um tratamento hormonal para auxiliar a nidação dos embriões, sendo realizada uma análise ao sangue para averiguar a ocorrência de uma gravidez. Caso o teste seja positivo, os tratamentos prolongam-se até à oitava semana. Em caso de teste negativo, o casal pode ser sujeito a mais um ciclo de procedimentos médicos.
A taxa de sucesso varia entre 20 e 35% em mulheres até 35 anos. A partir dos 40 anos, a taxa de gravidez já é de 15%.